Alinhamento de Eixo: Procedimentos de Laser e Tolerâncias para Equipamentos Rotativos

Introdução

O alinhamento correto do eixo é fundamental para a confiabilidade e eficiência de equipamentos rotativos em instalações industriais. O desalinhamento inadequado ou menor pode resultar em maior consumo de energia, desgaste mais rápido dos rolamentos, níveis de ruído mais elevados e maior risco de falha. Nesse sentido, especificar tolerâncias precisas, utilizar métodos modernos como o alinhamento a laser e aderir aos padrões estabelecidos são indispensáveis ​​para garantir a durabilidade e a relação custo-benefício do equipamento.

Princípios fundamentais

O alinhamento de eixos é o processo de alinhamento dos eixos de dois ou mais eixos para garantir uma transmissão contínua e uniforme de torque. Isto é conseguido eliminando o desvio do eixo dos eixos, o que provoca a ocorrência de cargas adicionais, batidas e vibrações.

Os principais princípios físicos que determinam o processo de alinhamento são:

• A natureza da vibração e sua dependência do desvio do eixo (ISO 10816).
• Perdas de energia devido ao desalinhamento (ISO 1940).
• Efeito da carga na vibração e no ciclo de vida dos rolamentos (DSTU 5295-2005).

Em particular, o desvio dos eixos causa forças adicionais decorrentes do deslocamento e do desvio angular anular. Essas forças surgem da diferença de posição dos eixos, o que leva ao aumento do atrito, do ruído e do consumo de energia.

Especificações técnicas e padrões

O alinhamento dos eixos deve atender aos padrões estabelecidos que garantam qualidade e confiabilidade. Os principais padrões utilizados são:

• ISO 10816: define tolerâncias de vibração para equipamentos rotativos. Por exemplo, para eixos com velocidade de rotação de até 3.000 rpm, a vibração permitida não deve exceder 4,5 mm/s.
• DSTU 5295-2005: Estabelece padrões para rolamentos e requisitos para sua instalação. Os requisitos para tolerâncias ao alinhar eixos são definidos na seção 6.
• EN 13445: Padrão para requisitos para fabricação e instalação de equipamentos rotativos, incluindo requisitos para alinhamento de eixos.
• IEC 60947-2: Requisitos para dispositivos de medição usados ​​durante o alinhamento a laser.

As tolerâncias de alinhamento são determinadas dependendo da velocidade de rotação do eixo e dos requisitos de eficiência energética. Por exemplo:

Seleção e cálculo

Escolher o método de alinhamento correto e usar tecnologia moderna, como sistemas a laser, é fundamental para garantir a precisão. Abaixo estão os critérios de seleção e fórmulas de cálculo.

Os desvios permitidos são calculados de acordo com a fórmula:

Δ = (D * α)/1000

onde:

• Δ é o desvio permitido (mm).
• D é o diâmetro do eixo (mm).
• α é o coeficiente de desvio (de acordo com os padrões).

A vibração relativa é calculada usando a fórmula:

V = (2 * π * f * r) / 1000

onde:

• V é vibração (mm/s).
• f é a frequência de rotação (rpm).
• r é o raio do eixo (mm).

Também é importante considerar os requisitos para utilização de equipamentos especializados que atendam aos padrões ISO 1940 e ISO 10816.. Sistemas de laser como o Unitec-D Laser Aligner 2000 fornecem precisão de 0,01 mm.

Configuração e comissionamento

A correta instalação e comissionamento de equipamentos com elementos rotativos é um passo fundamental para garantir durabilidade e eficiência. Aqui estão as principais recomendações:

1. Medição: use um sistema de laser que esteja em conformidade com ISO 10816 e ISO 1940.
2. Fixação: Certifique-se de que os eixos sejam fixados conforme requisitos da DSTU 5295-2005.
3. Inicialização: Após o alinhamento, execute a partida em modo inativo, meça a vibração e a deflexão.
4. Inspeção: Após a inicialização, verifique se há desvios usando sistemas a laser e ajuste se necessário.

O equipamento deve ser configurado de acordo com os requisitos CE e UkrSEPRO. Usar o equipamento e a tecnologia corretos garantirá a longevidade do equipamento.

Causas de falha e análise de causa raiz

As causas mais comuns de falha devido ao alinhamento incorreto:

• Instalação incorreta: provoca a quebra dos rolamentos e maior vibração.
• Pequenos desvios: vibrações prolongadas podem causar falhas.
• Uso indevido do equipamento: a instalação inadequada do sistema laser pode levar a medições incorretas.
• Desgaste: a carga extra resulta em maior consumo de energia e desgaste mais rápido.

As causas raízes podem ser determinadas através de análise de vibração, medições de deflexão do eixo e uso de técnicas modernas de análise de dados. O uso de sistemas a laser como o Unitec-D Laser Aligner 2000 garante precisão e confiabilidade.

Previsão de serviço e monitoramento de condições

A previsão de serviços e o monitoramento das condições dos equipamentos são elementos importantes para garantir confiabilidade e eficiência econômica. Abaixo estão os principais métodos e técnicas:

• Medição de vibração: use dispositivos de medição que estejam em conformidade com os padrões ISO 10816 e ISO 1940.
• Termografia: Permite a detecção de desvios no modo térmico.
• Análise de frequência de vibração: o uso de filtros e analisadores de vibração permite a detecção de desalinhamento.
• Sistemas de monitoramento: O uso de sistemas modernos como o Unitec-D Condition Monitoring System garante o monitoramento automático das condições dos equipamentos.

Estas técnicas permitem a detecção precoce de desalinhamentos, reduzindo o risco de falhas e os custos de reparação.

Matriz de comparação

Abaixo está uma comparação de três opções de sistema de alinhamento a laser que atendem aos requisitos de ISO 10816, DSTU 5295-2005 e CE:

O Unitec-D Laser Aligner 2000 é o mais preciso e compatível, tornando-o ideal para medições de alta precisão.

Conclusão

O alinhamento correto do eixo é fundamental para a confiabilidade e eficiência do equipamento rotativo. A utilização de métodos modernos, como o alinhamento a laser, conforme as normas ISO 10816, DSTU 5295-2005, EN 13445 e IEC 60947-2, garante precisão e durabilidade. Escolher o equipamento certo e atender aos requisitos de medição é fundamental para garantir a relação custo-benefício.

A United-D é um fornecedor confiável de componentes que atendem aos requisitos de alinhamento de eixos. Você pode encontrar uma ampla variedade de instrumentos de medição, sistemas de laser e outros componentes em nosso catálogo eletrônico.

Lista de literatura usada

1. ISO 10816:2009 - Requisitos de vibração para equipamentos rotativos.
2. DSTU 5295-2005 - Normas para rolamentos e requisitos para sua instalação.
3. EN 13445:2005 - Requisitos para produção e instalação de equipamentos rotativos.
4. IEC 60947-2:2001 - Requisitos para dispositivos de medição.
5. White Paper da Unitec-D - Diretrizes técnicas para o uso de sistemas a laser para alinhamento.